人類何時能預測地震/常 韻
圖：地球物理學家滕吉文今年五月在北京舉行的中國科學與人文論壇上作題為「地球內部物質和能量的交換與強烈地震」的報告 （新華社）
幾千年的文明時光飛過，人類甚至能上天入地，探索幾萬光年之外的宇宙，然而，對於腳下的這片土地卻往往束手無策。究竟現有的手段，能不能預測地震？
同濟大學海洋與地球科學學院教授、天然地震與地球動力學組負責人秦建業表示，憑藉現有的知識，人類已經可以分析出哪裡是地震多發區，可以觀測出哪裡的板塊比較活躍，也可以事後解釋地震的成因機理，但是仍不能預測地震、尤其是地震發生的時間和地點。
上天不易入地更難
地震預測是一個全球性的科學難題。雖然在航空航太研究方面人類取得了顯著成就，但與之對應的「入地」卻相對滯後。因為「入地」研究難就難在其方法和手段。
中科院地質與地球物理研究所的滕吉文院士介紹說，深井鑽探是直接檢取深部介質結構和災害背景的唯一手段，但在開鑽前又必須進行詳細的深部地球物理探測。自二十世紀七十年代以來，世界上約有十四個國家提出了大陸科學鑽探計劃。由於堅硬的地殼岩石阻隔，目前世界上最深的鑽井位於北極附近的柯拉半島，已鑽到十二點二六公里。中國在東海地區打過一個五公里左右的井，在塔里木盆地為了鑽探石油打過一個八點○四公里的井。而一般情況下的淺源地震，震源深度基本都大於十公里。
地震的孕育、發生和發展是由於震源深處介質受力作用下的破裂反應，一開始是很小的破裂，叫做「微破裂」，待應力不斷積累，破裂不斷發展，在深部形成一條「破裂鏈」時，能量就會向周邊輻射，衝擊地表形成地震。由於人類無法預先知道震源的準確位置，即使使用目前已經掌握的鑽孔技術，在那些事先判斷最有可能發生地震的地區，或者地震活動帶上，鑽一口深度十公里左右的鑽井，在井中放上高靈敏度、抗干擾的儀器探頭來進行觀察，如果這個井不在震源附近，震源處發生的「微破裂」跡象也很難被直接捕捉到。
滕吉文表示，目前，人們了解地球深部主要借助地震波、電磁波場、重力場和地磁場，但各種觀測都是間接的。迄今為止，人類對地球內部有較精確認識的，僅限於地面以下三十至四十公里處的地表，而地球半徑達六千三百七十八公里。所以，若要深化認識地球本體及其深部動力過程，還有很長的路要走。
滕吉文表示，以地震研究為例，包括人工源地震和天然源地震，主要是幫助人們了解地球內部的速度結構性質。人工源地震一般不深，在一百公里之內，但精度較高；天然地震可以到達地核的深度，但精度不高。利用地面相對重力值，通過模型反演，就可以求得地球內部的密度結構、構造運動等。現在國際上利用重力梯度儀，可以在空中進行觀測；中國當前還沒有這樣的儀器，但已在研究。
動物異常未必地震
同濟大學教授秦建業表示，人類現有的地震預測方法仍然停留在經驗層面，全世界都是如此。比如借助有些大地震發生前的前震、地震波速度變化、氡氣的排放量、電阻率、地下水位以及動物異常行為等等。需要指出的是，這些現象並不是所有地震的共性。有些大地震在發生前，什麼症狀都沒有。如美國加利福尼亞州的派克菲德區，是為地震高發帶，那裡六級以上的大地震幾乎每二十年就發生一次，相對其他地區而言是非常有規律的，於是科學工作者就把它當作很好的地震預測研究天然實驗室，投了幾百萬美元的測量儀器，隨時監測那裡的地殼變動。結果，最近一次發生在二○○四年的地震依然沒有提前監測出來。所以說，人類對於預測地震，至今還沒有找到很好的科學基礎。雖然人們對地震震源的物理過程進行了有意義的探索，但它們是在簡化條件下的物理抽象，離科學地揭示地震孕育發生規律尚有距離。
每次地震發生後，民間都有很多「事後分析」，如看到動物遷徙、群魚死去等，那麼這些異常現象真的就是地震前的異常反應嗎？對此，秦建業教授表示，地震多發國日本，曾經特別研究過地震前魚類的反常現象，誕生了不少理論假設，但仍然無法完全弄清楚是怎麼一回事。有時候群魚死去，是放射性物質導致的，未必就是地震的前兆；更不要說有些大地震發生前動物根本不會反常。只要有例外，就表明這條規律的關鍵邏輯仍然沒有被人類所掌握；而一次錯誤的地震預判，造成的損失可能比地震破壞本身更大。地震預測需要的是經得起反覆推敲的穩定模式，這樣才能為下一次災難做出「預言」，也才能真正造福人類。
秦建業教授說，地震預測始終是世界各國仍在努力攻克的難題。經過了漫長的歲月，關於預測地震並非一點方向都沒有。上世紀六七十年代，有一種方法受到較大認可。有人發現大地震發生前，地殼中地震波的傳播速度會改變，於是，國外國內都開始通過監測地震波的傳播速度來預判地震。但是這種速度變化還是太小了，根據得到的資料記錄，究竟怎麼分析判斷，至今仍沒有很好的理論基礎。
不應放棄預測研究
秦建業教授目前正在做的研究課題之一，就是通過地震發生前某些波幅的顯著衰減症狀，也許可以對地震作出預判。這是世界範圍內第一次提出用這種方法預測地震。但最後結果如何，還有待漫長的摸索。
中國位於世界兩大地震帶──環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓。二十世紀以來，中國共發生六級以上地震近八百次，遍布除貴州、浙江兩省和香港特別行政區以外所有的省、自治區、直轄市。上世紀，全球地震死亡人數的一半都在中國，令中國成為一個震災嚴重的國家。滕吉文院士認為，由於中國位於世界兩大地震帶之間，放棄對地震預測的研究，而轉向加強建築抗震能力、加固道路橋樑既不符合國情，也缺乏可操作性。「如果不能透過地球表面，觸摸到地球內部的『脈搏』，那我們在地震研究方面始終是缺乏根基的。」
滕吉文院士認為，解決地震預測的難題，必須進一步了解我們的星球。研究的方向是在地球內部，深化對地球本體的認識。研究地球內部圈層精細結構，物質一能量的交換、耦合、回應及其深層動力過程。研究的目標是要建立起深部物質運移、板塊運動和力源機制及新的地球動力學模型，為資源、災害、環境和全球變化提供地球深層物質運動的要素，實現對其潛在前景進行預測，造福全人類。
